Спосіб виготовлення монолітного будівельного елемента з пористого бетону

Реферат: Спосіб виготовлення монолітного будівельного елемента з пористого бетону щонайменше з двома шарами, що мають відповідно різні властивості пористого бетону. При цьому спочатку в форму поміщають шар першої суміші сировинних матеріалів з першою рецептурою, що утворює пористий бетон з першими властивостями. Перед кінцевою операцією затвердіння, перш за все в автоклаві, на перший шар наносять щонайменше один другий шар другої суміші сировинних матеріалів з другою рецептурою, що утворює пористий бетон з другими властивостями, що відрізняються від перших властивостей. Готову шарувату вихідну масу піддають, перш за все в автоклаві, реакції отвердіння для досягнення кінцевої міцності. Для збільшення міцності з′єднання між шарами перед нанесенням другого або іншого додаткового шару, раніше поміщеному в форму шару надають на його поверхні хвилястих або зубчастих структур. UA 103322 C2 (12) UA 103322 C2 UA 103322 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічна галузь Винахід стосується будівельного елемента з пористого бетону та способу його виготовлення. Рівень техніки Пористий бетон є матеріалом, який є відомим вже багато десятиліть та завдяки своїм сприятливим властивостям дуже цінується не тільки при зведенні зовнішніх стін, але також і у внутрішньому опорядженні. Утворені з пористого бетону будівельні елементи можуть бути виготовлені з різними властивостями за рахунок специфічного вибору рецептур, перш за все може бути встановлено, наприклад, різна пористість та, тим самим, об'ємна густина або ж міцність (межа міцності) при стисканні. Низька об'ємна густина та, тим самим, висока частка пор на основі високої частки включень повітря обумовлюють особливо хорошу теплоізоляцію або ж тепловий захист, низька пористість та, тим самим, більш висока об'ємна густина надають будівельному елементу більш високої межі міцності при стисканні та, тим самим, стабільності. Тим самим, він краще підходить, перш за все, для сприйняття навантажень та, крім того, наприклад, має також у порівнянні з пористим бетоном з меншою об'ємною густиною кращі звукоізоляційні властивості. При цьому пористий бетон сьогодні часто виготовляється способами, при яких спочатку початковий або ж сировинний матеріал для бетону поміщається в форму, заготовка пористого бетону залишається для зброджування в формі для утворення пор, які утворюються в початковій рецептурі за рахунок відповідного пороутворювача, та твердіння до одержання так званої міцності в непросушеному стані, формується так званий непросушений блок, потім нарізується на будівельні елементи, та потім ці попередньо нарізані будівельні елементи під дією гарячої водяної пари та тиску тверднуть. При цьому виготовленні в залежності від початкової рецептури одержують будівельні елементи з пористого бетону з однорідною властивістю, що поширюється по всьому будівельному елементу, такою як, наприклад, задана та регульована за рахунок рецептури межа міцності при стисканні. Також є відомим підмішування в пористий бетон змінюючих властивості добавок, наприклад, таких як капсульованих матеріалів змінення фази для змінення теплоакумулюючих властивостей пористого бетону. Також і тут з єдиного лиття виконується виліплений непросушений блок, в результаті чого встановлені таким чином властивості вважаються однорідними у всьому будівельному елементі з пористого бетону. При застосуванні одержаних таким чином будівельних елементів з пористого бетону тепер виконується підганяння під задані архітектурою та конструкцією умови будівельної споруди, що зводиться. Так, тримальні зовнішні стіни регулярно зводяться з будівельних елементів з пористого бетону з підвищеною межею міцності при стисканні, оскільки тут межа міцності при стисканні та, тим самим, тримальна здатність оцінюються вище, ніж втрата теплоізоляційних властивостей, які були б більш сприятливі в пористому бетоні з більш низькою межею міцності при стисканні. Використані, наприклад, для зведення зовнішніх стін будівельні елементи з пористого бетону мають через звичайно бажані та потрібні значення глибини стіни часто більші габарити, ніж це необхідно для забезпечення власне тримальної функції. Інакше кажучи, часто достатньо вузького будівельного елемента з пористого бетону того ж класу межі міцності при стисканні для зведення як стійкої, так і тої, що володіє тримальною здатністю, споруди зовнішньої стіни, що й фактично використаний будівельний елемент. В принципі, для покращення теплозахисних властивостей було б можливо звести за першою стіною, викладеною з пористого бетону з підвищеною межею міцності при стисканні та більш високою об'ємною густиною, другу стіну з будівельними елементами з пористого бетону з меншою об'ємною густиною та, тим самим, кращими теплоізоляційними властивостями. Проте це означає втрату простору в приміщенні, що оббудовується, та, перш за все, суттєво вищі витрати за рахунок матеріалу, що додатково наноситься, та збільшення об'єму робіт. Розкриття винаходу Виходячи з цих спостережень, винахідники поставили перед собою завдання створення будівельного елемента з пористого бетону, який є більш універсальним в застосуванні та, перш за все, поєднує в одному елементі декілька привабливих самих по собі властивостей матеріалу або привабливих властивостей, що досягаються за рахунок відповідних присадок. Згідно з винаходом це завдання вирішено за рахунок способу виготовлення монолітного будівельного елемента з пористого бетону з ознаками пункту 1. Кращі вдосконалення запропонованого способу вказані в пунктах 2-7. Винахід базується на розумінні того, що більш універсальний будівельний елемент з пористого бетону може бути виконано за рахунок того, що він виготовляється монолітно 1 UA 103322 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 щонайменше з двома шарами, з яких один шар містить пористий бетон, який має відмінні від пористого бетону відповідно другого шару властивості. Наприклад, шари будівельного елемента з пористого бетону можуть мати різні значення об'ємної густини для того, щоб, наприклад, при встановленні у внутрішню стіну або інші тримальні стіни, з одного боку, забезпечити хороші статичні властивості та межу міцності при стисканні пористого бетону високої об'ємної густини, а з іншого боку, також і хороші теплоізоляційні властивості пористого бетону з низькою об'ємною густиною. Монолітне виконання будівельного елемента забезпечує, що він не має слабкого місця приблизно на межі шарів та не загрожує тут розламатися. При цьому можна в принципі досягти монолітного виконання за рахунок того, що на вже затверділий будівельний елемент з пористого бетону наноситься додаткова сировинна маса для утворення пористого бетону з властивостями, що відрізняються від властивостей затверділого будівельного елемента, та залишається для твердіння. Винахідники встановили, що також і при такому наступному "нарощуванні" ще одного шару пористого бетону виникає щільне та монолітне з'єднання, яке відповідає високим вимогам за міцністю та стабільністю. Проте, більш вигідним у виготовленні є спосіб, в якому шари пористого бетону з різними властивостями загалом об'єднуються на завершальній операції твердіння, перш за все перед твердінням в автоклаві, оскільки енергоємне твердіння повинно виконуватися тільки один раз, а виготовлення загалом може виконуватися швидше. В шарах як альтернатива різної об'ємної густини може застосовуватися пористий бетон з різними встановленими властивостями завдяки специфічним додатковим речовинам, це може також виконуватися і в комбінації з пористим бетоном з різною об'ємною густиною. Подібні добавки, що визначають властивості, є, наприклад, вже описаними вище закапсульованими матеріалами змінення фази. Проте, розглядаються також і інші присадки, які забезпечують зміну властивостей. Щоб для наступного застосування в таких випадках, в яких при застосуванні будівельного елемента важливе вирівнювання виконаних різним способом шарів, наприклад до внутрішнього боку внутрішньої стіни, що зводиться, або до внутрішнього боку, полегшити ідентифікацію шарів, можна підмішувати в пористий бетон щонайменше в один його шар барвник, наприклад в формі барвних пігментів або інших відмінних ознак. Також в пористий бетон для розрізнення можуть підмішуватися також і в декілька шарів різні барвники і т.п. Навіть якщо за рахунок монолітного виконання запропонованого будівельного елемента з пористого бетону вже є хороше та щільне з'єднання шарів, то можна додатково збільшити міцність цього з'єднання за рахунок хвилястої або зубчастої суміжної лінії між шарами або ж відповідно структурованої суміжної поверхні. Таке виконання суміжних ліній або ж суміжної поверхні збільшує контактну поверхню між шарами та покращує тим самим монолітне та щільне з'єднання. Як вже згадувалося на початку, для виготовлення запропонованого будівельного елемента з пористого бетону щонайменше з двома шарами віддають перевагу способу, в якому шари перед власне остаточним твердінням наносяться один на одний, та одержаний таким чином матеріал шарів потім твердне, перш за все, в автоклаві. При цьому в принципі можливі два підходи: По-перше, верхній шар, що наливається на існуючий основний шар, може виконуватися тільки після першого твердіння нижнього шару, перш за все після досягнення міцності в непросушеному стані, по-друге, структура шарів може створюватися способом "вологий у вологому", в якому наступний шар наноситься на ще рідкий або ж в'язкий та ще не затверділий до міцності в непросушеному стані нижній шар. Якщо в названому першому способі, як правило, одержують більш чіткі суміжні лінії та можна краще запобігти дифузії в зоні суміжних ліній, то названий другим спосіб веде до скорочення часу виготовлення, оскільки не потрібно вичікувати досягнення міцності в непросушеному стані першим шаром перед нанесенням наступного шару. Для досягнення щільного з'єднання між шарами, можна виконати суміжну ділянку, як вже згадувалося вище, зубчатою або хвилястою. Для цього можна, наприклад, зробити поверхню першого шару шорсткою за допомогою гребінчастого інструмента, перш за все також в двох різних напрямках, перш ніж наносити наступний шар. Оскільки звичайно блок пористого бетону, що має міцність в непросушеному стані, який згідно з запропонованим способом має щонайменше два виконаних різним способом шари пористого бетону, нарізується перед поміщенням в автоклав або іншим кінцевим процесом твердіння, то при такій нарізці слід слідкувати за тим, щоб суміжна лінія проходила між шарами в готовому будівельному елементі в бажаному напрямку. Часто це буде поперечним напрямком 2 UA 103322 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 будівельного елемента, тобто його шириною, оскільки його довжина, як правило, встановлюється в протяжності (лицьовій частині) стіни та різні властивості потрібні скоріш в напрямку, що проходить в основному перпендикулярно відносно площини стіни. Короткий опис креслень Інші переваги та ознаки винаходу представлені в нижченаведеному описі прикладу здійснення на прикладі запропонованих фігур. На кресленнях показані: Фіг. 1 в схематичному зображенні вигляд зверху на запропонований будівельний елемент з двох шарів з різними властивостями, та Фіг. 2 порівняний схематичний вигляд зверху на будівельний елемент з пористого бетону з по-іншому виконаним проходженням суміжного шару. Шлях(-и) здійснення винаходу На фігурах сильно спрощено та схематично відповідно в вигляді зверху показано два можливих приклади здійснення для запропонованого будівельного елемента 1 з пористого бетону. Будівельний елемент 1, який тут є просто прямокутним блоком пористого бетону, утворюється з двох шарів 2, 3, які відділені один від одного межею 4 шарів. Обидва шари 2, 3 з'єднані один з одним по межі шарів монолітно та, тим самим, утворюють єдиний будівельний елемент 1. Обидва шари виконані з пористого бетону, але з різними властивостями. Так, пористий бетон в шарі 2 має інші властивості, ніж пористий бетон в шарі 3. Наприклад, в шарі 2 може розмішуватися пористий бетон з високою об'ємною густиною, наприклад матеріал пористого бетону класу Р6, в той час як пористий бетон в шарі 3 має низьку об'ємну густину, наприклад класу Р2. Проте, також і в обох шарах 2, 3 може бути пористий бетон однакової об'ємної густини, шари можуть відрізнятися за рахунок додавання змінюючих властивості присадок тільки в один з шарів або ж в обидва шару, але в різних концентраціях. Також і в обох шарах можуть міститися присадки, але різні для різних змін властивостей. Такі добавки можуть бути, наприклад, закапсульованими матеріалами змінення фази для покращення теплоакумулюючих властивостей і т.п. Звичайно, також і в шарах 2, 3 можуть бути реалізовані різні об'ємні густини відповідного матеріалу пористого бетону, та до того ж, якщо необхідно, можуть міститися різні добавки. Також один з шарів 2 або ж 3 може бути пофарбовано, або в обидва шари можуть бути підмішені різні фарби. В одному випадку застосування, наприклад для зведення внутрішньої стіни, шар 2 міг би служити зовнішнім шаром блока та мати високу об'ємну густину та, тим самим, хороші статичні властивості та тримальну здатність. Шар 3, який в цьому випадку буде розміщуватися з внутрішнього боку стіни, може бути виконано з пористого бетону з низькою об'ємною густиною для того, щоб покращити тут теплоізоляційні властивості блока загалом. Показаний на фігурі 2 будівельний елемент 1 в принципі має таку ж структуру, що й елемент 1 на фігурі 1, він відрізняється тільки проходженням межі 4 шарів. Якщо в першому показаному прикладі ця межа 4 шарів проходить прямо або ж утворює одну площину в трьох вимірах, то на фігурі 2 вона є структурованою, перш за все хвилястою. Таке виконання межі шарів забезпечує збільшення контактної поверхні між обома шарами 2, 3 та, тим самим, може сприяти покращеному з'єднанню або зчепленню або ж проявленню монолітного з'єднання між шарами 2 та 3. Показані на фігурах будівельні елементи з пористого бетону можуть бути в принципі виконані різними способами. Наприклад, можна на вже повністю затверділий, перш за все в автоклаві, перший шар 2 з пористого бетону нанести наступний шар 3, та потім знову виконати затвердіння цього комбінованого будівельного елемента. При цьому, як встановили винахідники, повторному процесі твердіння утворюються щільні та монолітні з'єднання, які дозволяють одержати монолітний будівельний елемент 1. Проте, кращим є інший спосіб виготовлення, який є більш вигідним відносно часу виготовлення, а також з точки зору енергетики. При цьому шар З наноситься на шар 2 ще до затвердіння, чи то способом "вологий у вологому", тобто на ще рідкий або ж в'язкий шар 2, або на стадії міцності в непросушеному стані шару 2. Вказаний останній варіант забезпечує більш чітку суміжну поверхню та дозволяє дуже добре утворитися, перш за все, вибраній структурі межі шарів. Проте на виготовлення потрібно більше часу. Не в останню чергу з опису прикладу здійснення спеціалісту ще раз стало ясно, які суттєві переваги несе в собі новий запропонований будівельний елемент з пористого бетону та яку величезну різноманітність варіантів він відкриває. Список посилальних позначень 3 UA 103322 C2 1. Будівельний елемент 2. Шар 3. Шар 4. Межа шарів 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 1. Спосіб виготовлення монолітного будівельного елемента з пористого бетону щонайменше з двома шарами, що мають відповідно різні властивості пористого бетону, в якому спочатку в форму поміщають шар першої суміші сировинних матеріалів з першою рецептурою, що утворює пористий бетон з першими властивостями, та перед кінцевою операцією затвердіння, перш за все в автоклаві, на перший шар наносять щонайменше один другий шар другої суміші сировинних матеріалів з другою рецептурою, що утворює пористий бетон з другими властивостями, що відрізняються від перших властивостей, та готову шарувату вихідну масу піддають, перш за все в автоклаві, реакції отвердіння для досягнення кінцевої міцності, який відрізняється тим, що перед нанесенням другого або іншого додаткового шару, раніше поміщеному в форму шару надають на його поверхні хвилястих або зубчастих структур. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий шар наносять на перший шар, після того, як останній досягає визначеної основної міцності під час першого процесу твердіння, перш за все міцності в непросушеному стані. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що другий шар наносять на перший шар, поки перший є ще рідким або ж в'язким. 4. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що шарувату сировинну масу залишають розстоюватися або ж дозрівати до міцності в непросушеному стані у всіх шарах, сировинну масу формують та нарізають, а потім, перш за все в автоклаві, дають затвердіти, при цьому сировинну масу нарізають так, що одержані з неї будівельні елементи містять відповідно окремі шари в поперечній протяжності. 5. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що рецептури першої та другої сумішей сировинних матеріалів вибрані таким чином, що вони дозволяють одержати в першому та другому шарах відповідно пористий бетон з різною об′ємною густиною. 6. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що присадки, які визначають або змінюють властивості виготовленого таким чином пористого бетону, які додають до першої суміші сировинних матеріалів, не додають або додають в іншій концентрації до другої суміші сировинних матеріалів. 7. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що барвні пігменти або порівняні відмітні ознаки додають щонайменше до однієї з першої та другої сумішей сировинних матеріалів для можливості розрізнення шарів готових будівельних елементів. 4 UA 103322 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5